专题三 从海水中获得的化学物质 第一单元　第一课时　氯气的发现与制备 高一化学课件（苏教版2019）

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第1课时　氯气的发现与制备1. 了解氯气的发现。目录01课程目标2．了解氯气的实验室制法。023．了解氯气的工业制法。03图说考点内容索引0401.学业基础——自学·思记·尝试02.核心素养——合作·探究·分享0503.学考评价——夯实·测控·演练0604.课时作业（十）0701.学业基础——自学·思记·尝试章节副标题01学业基础——自学·思记·尝试[新知预习]一、氯气的发现1．________中含有大量氯元素，但其单质氯气的化学性质非常活泼，在自然界中不存在________态的氯，只存在________态的氯。2．1774年，瑞典化学家________意外地发现了氯气，1810年，英国化学家________将其命名为氯气。海水游离化合舍勒戴维二、氯气的实验室制法1．反应原理_____________________________________。2．实验装置 3．收集方法①向上排空气法氯气的密度大于空气的密度。②排饱和食盐水法氯气在饱和食盐水中的溶解度很小，且用此法可除去实验过程中挥发产生的氯化氢气体。4．验满方法①将湿润的淀粉­碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明Cl2已收集满。②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸先变红后褪色，则证明Cl2已收集满。三、工业制取氯气——电解饱和食盐水1．电解装置氢气黄绿氯气2．现象与推理红NaOH3.实验结论根据实验推断电解饱和食盐水的产物是⑫________________。反应方程式为：⑬__________________________________。H2、Cl2、NaOH [即时自测]1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)氯元素广泛存在于海水中。(　　)(2)自然界中既有游离态氯又有化合态氯。(　　)(3)氯气最先由英国化学家戴维发现。(　　)(4)多余的氯气可以用氢氧化钠溶液吸收。(　　)(5)氯气可以用向下排空气法收集。(　　)(6)电解饱和食盐水，与电源负极相连的铁棒上逸出Cl2。(　　)(7)电解饱和食盐水，与电源正极相连的石墨棒电极区域有NaOH生成。(　　)√××√×××2．下列有关说法错误的是(　　)A．“氯碱工业”是用直流电对精制饱和氯化钠溶液电解B．根据氯碱工业的原理，若电解氯化钾溶液，反应为：2KCl＋2H2O通电2KOH＋Cl2↑＋H2↑C．氯碱工业产生两种气体，一种无色，一种为黄绿色D.地球上的海水可以供人们使用，因此节约用水是没有意义的答案：D解析：由于海水中含有较多的盐类，因此不能作为生活用水，人类和很多其他生物的生长都需要淡水，而地球上的淡水资源很有限，而且能利用的淡水还有不少已被污染，因此节约用水对人类和其他生物的生存有非常重要的意义。3．如图为教科书中电解饱和食盐水的实验装置。据此，下列叙述不正确的是(　　)A．装置中，a管能产生氢气B．b管导出的是氯气C．以食盐水为基础原料制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”D．在石墨棒电极区域有NaOH生成答案：D解析：由教科书中的相关实验可知，a管中导出的气体遇明火有爆鸣声，则该气体为氢气，A正确；根据题中实验装置可知，b管导出的气体可用NaOH溶液吸收，则b管中导出的气体应为氯气，B正确；由氯碱工业的定义可知，C正确；根据教科书中的演示实验，在两极滴入酚酞，只有铁棒附近溶液变红色，而石墨棒附近不变红，说明NaOH不在石墨棒电极区域生成，D不正确。4．1774年，舍勒在研究软锰矿(主要成分是MnO2)的过程中，将它与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色气体。1810年，戴维确认这是一种新元素组成的单质，并命名为chlorine(中文命名—氯气)。实验室制取Cl2时，下列装置能达到相应实验目的的是(　　)答案：D解析：二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气，由图可知，装置中缺酒精灯，故A错误；净化氯气时，应先将混合气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶除去氯气中混有的氯化氢气体，再通过盛有浓硫酸的洗气瓶干燥氯气，由图可知，洗气瓶的顺序颠倒，得到的是含有水蒸气的氯气，故B错误；由图可知，收集氯气的装置只有进气管，无出气管，不能收集氯气，故C错误；氯气有毒，收集氯气后应将尾气通过盛有氢氧化钠溶液的烧杯中吸收氯气，防止污染空气，故D正确。02.核心素养——合作·探究·分享章节副标题02核心素养——合作·探究·分享氯气的实验室制法解析 例1 关于实验室制取Cl2的说法正确的是(　　) A．将混有HCl杂质的Cl2通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶除去杂质B．用1 L 10 mol·L－1浓HCl与足量MnO2共热，最多可得2.5 mol Cl2C．实验室用如图装置除去Cl2中的少量HClD．实验室制备Cl2，可用排饱和食盐水集气法收集答案：D解析：Cl2通入饱和NaHCO3溶液反应生成CO2，引入新的杂质，并且消耗Cl2，A项不正确；由于稀盐酸不能与MnO2反应，故盐酸不能耗尽，产生的Cl2小于2.5 mol，B项不正确；用饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体时，导气管应长进短出，C项不正确；实验室用排饱和食盐水法收集Cl2是因为Cl2难溶于饱和食盐水，而能溶于水，D项正确。[提升1]　如图所示是某学生设计的实验室制备并干燥Cl2及吸收多余氯气的实验装置图，请回答：(1)指出上述图中的各处错误：①_________________________________________________________；②_________________________________________________________；③________________________________________________________；④________________________________________________________。不能用稀盐酸，而应用浓盐酸应有加热装置，应用酒精灯加热盛浓硫酸和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒两洗气瓶里进气导管应插入液面以下，出气导管不应插入液面以下解析：从试剂，装置(制气、净化、收集、尾气吸收)角度考虑。(2)在改进后的装置中，下列物质的作用分别是：①饱和食盐水______________________________________________；②浓硫酸___________________________________________________；③NaOH溶液________________________________。除去Cl2中的氯化氢除去氯气中的水蒸气吸收多余的氯气解析：先除HCl，后干燥，再收集，最后尾气吸收。(3)制备实验开始时，先检查装置的气密性，接下来的操作依次是________。A．向烧瓶中加入MnO2粉末 B．加热C．向烧瓶中加入浓盐酸解析：检查装置气密性后的操作顺序为先加固体药品，然后加入液体药品，最后加热。ACB(4)如果将过量二氧化锰与20 mL 12 mol·L－1的盐酸混合加热，充分反应后生成的氯气明显少于0.06 mol。其主要原因有：①______________________，②__________________________。加热使HCl大量挥发盐酸变稀后不再发生反应解析：题中所给盐酸中HCl的物质的量是0.24 mol，但由于盐酸受热易挥发，且随反应的不断进行，盐酸浓度越来越小，变为稀盐酸后不再与MnO2反应，所以产生的Cl2的物质的量小于0.06 mol。(5)为了提高浓盐酸的利用率，你对实验的建议是___________________________。将浓盐酸慢慢滴下；加热用小火解析：为减少盐酸的挥发，慢慢滴加浓盐酸，用小火加热。(6)圆底烧瓶中发生反应的化学方程式是_______________________________________。实验结束清洗仪器时，为了减少烧瓶中残留氯气对环境的污染，可以向烧瓶中加入的溶液是________，有关的化学方程式是_________________________________________________________。 NaOH溶液HCl＋NaOH===NaCl＋H2O、Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O解析：利用Cl2和NaOH溶液反应除多余的Cl2。状元随笔　实验室制备Cl2注意事项①必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应。②为了减少制得的Cl2中HCl的含量，所以加热温度不宜过高，减少HCl的挥发。③实验结束后，先使反应停止并排出装置中残留的Cl2，再拆卸装置，避免污染空气。④尾气吸收时，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因为溶液中Ca(OH)2浓度小，吸收不完全。 状元随笔　MnO2与浓HCl反应特点①浓盐酸中，部分Cl－的化合价升高，4 mol HCl参加反应，被氧化的Cl－为2 mol。②随着反应的进行盐酸浓度变小，故MnO2足量时，盐酸不能完全反应。 (2)净化装置(Ⅱ) (3)收集装置(Ⅲ)①收集方法：向上排空气法(装置E，Cl2的密度大于空气的密度)。也可用排饱和食盐水法(Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度很小，且用此法可除去实验过程中挥发产生的HCl气体)。②验满方法：用湿润的KI­淀粉试纸检验。将湿润的KI­淀粉试纸放在集气瓶口，若试纸变蓝，则证明Cl2已收集满。(4)尾气处理装置(Ⅳ)①导气管要伸入液面以下。②F中盛放试剂：氢氧化钠溶液，作用：吸收过量的氯气，防止污染环境。氯气的工业生产原理例2 (已知：Cl2可与KI反应生成I2，I2遇淀粉变蓝)请用如图所示仪器设计一个包括电解饱和食盐水并测定电解时产生的氢气的体积和检验氯气的实验装置。 (1)所选仪器连接时，各接口的顺序是(填各接口的字母代号)：A接________、________接________；B接________、________接________。(2)证明产物Cl2的实验现象是_____________。(3)实验测得产生的氢气体积(已折算成标准状况)为5.60 mL，电解后溶液的体积恰好为50.0 mL，则溶液中NaOH的物质的量浓度为______________。GFHDEC淀粉­KI溶液变蓝  [提升2]　下列装置中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是(电极均为石墨，Cl2能使淀粉­KI溶液变蓝)(　　)答案：D解析：向下排空气法收集的是氢气，故装置的左端是负极，右端是正极，故A、C不符合题意；淀粉—碘化钾溶液变蓝可证明有氯气产生，氢氧化钠溶液不能验证Cl2的产生，故B不符合题意，D符合题意。状元随笔　氯气工业制法应注意几点(1)电解食盐水时，在电源的正极(Cl2)和负极(H2)上得到的气体体积比为1∶1。(2)检验氯气的方法：①能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。②能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色。(3)NaOH溶液的作用是吸收多余氯气。(4)电解方程式书写时要注明“通电”条件。关键能力Cl2的工业制法(1)工作原理：2NaCl＋2H2O通电2NaOH＋H2↑＋Cl2↑(2)制备装置： 03.学考评价——夯实·测控·演练章节副标题03学考评价——夯实·测控·演练1.电解饱和食盐水时，如果溶液中滴有酚酞，则先变红的一极连在电源的(　　)A．负极　　　　 B．正极C．同时变红 D．都不会变红答案：A解析：生成H2一极上消耗H＋，而使溶液中余下OH－显碱性。放出氢气的一极连电源负极。2．某化学小组用下图所示装置制取干燥、纯净的氯气，下列说法不正确的是(　　)A．该装置图中至少存在两处明显错误B．烧瓶中的MnO2可换成KMnO4C．在乙后连一盛有饱和食盐水的烧杯可进行尾气处理D.在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉－KI试纸可以验证是否有氯气逸出答案：C解析：缺少酒精灯、除杂装置和尾气处理装置，A正确；KMnO4能将HCl氧化生成Cl2，且不需要加热，B正确；Cl2与NaCl不反应且Cl2在饱和食盐水中溶解度很小，所以不能用饱和食盐水吸收氯气，C错误；Cl2可氧化I－生成I2，使淀粉－KI试纸变蓝，D正确。3．某化工厂通过电解食盐水制取一些化学工业的基本原料，此反应的产物不可能是(　　)A．烧碱 B．硫酸C．氢气 D．氯气答案：B4．下列关于实验室用MnO2制取Cl2的叙述不正确的是(　　)A．MnO2与浓盐酸共热B．缓慢加热反应C．用向下排空气法收集Cl2D．多余氯气常用较浓的NaOH溶液吸收答案：C解析：由于浓盐酸易挥发，故必须缓慢加热以减少HCl的挥发；Cl2的密度比空气的密度大，故应用向上排空气法收集；Cl2极易与碱反应：Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，故应用较浓的碱液吸收多余的Cl2。5．有同学设计了如图所示的一个电解饱和食盐水的装置图，请回答以下问题：(1)X是铁棒、Y是石墨棒，a是饱和食盐水，实验开始时，同时向两边各滴入几滴酚酞试液，则：①X电极附近观察到的现象是____________________________；②检验Y电极反应产物的方法是_______________________________________________。(2)写出上述反应的化学方程式：___________________________________。放出气体，溶液变红色把湿润的淀粉—碘化钾试纸放在Y电极附近，试纸变蓝 6．某研究性学习小组为了制取、收集纯净干燥的氯气并探究氯气的性质，他们设计了如图所示的实验装置：请回答下列问题：(1)整套实验装置的连接顺序是f接(　　)(　　)接(　　)(　　)接(　　)(填各接口处的字母代号)。abedc解析：制得的Cl2中含有HCl、H2O(g)杂质，先依次通过饱和食盐水、浓硫酸除去杂质，再利用向上排空气法收集，最后通过淀粉碘化钾溶液探究其性质，因此实验装置连接顺序为fabedc。E装置中制取氯气的化学反应方程式是______________________________________________。  (3)B装置的作用是___________；A装置中试剂X是_____________。(4)C装置中可观察到的现象是______________________，D装置中可观察到的现象是_________________________。干燥Cl2饱和食盐水溶液变蓝溶液红色逐渐褪去解析：(3)B装置中盛有浓硫酸，可以吸收H2O(g)、干燥Cl2；A装置中试剂X是饱和食盐水，作用是除去HCl。(4)C装置中氯气置换出单质碘，因此溶液变为蓝色；D装置中Cl2与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和H2O，溶液碱性变弱，且NaClO具有漂白性，所以溶液红色逐渐褪去。练后感悟气体净化装置的选择气体净化装置的设计必须同时考虑主要成分和杂质成分的性质，以便选择适当的装置除去杂质。用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时，氯气中混有HCl和水蒸气等杂质，除去氯气中的HCl可以用饱和食盐水(如下图中Ⅰ所示)；除去氯气中的水蒸气可用浓硫酸(如下图中Ⅱ所示)或无水CaCl2(如下图中Ⅲ所示)。04.课时作业（十）章节副标题04一、选择题(每小题只有一个选项符合题意，每小题3分，共18分)1．下列关于电解饱和氯化钠溶液的说法不正确的是(　　)A.电解产物为Cl2和NaB．电解过程中产生了黄绿色气体C．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，然后滴加酚酞溶液，溶液呈红色D．用排水法可以收集到较纯净的氢气答案：A解析：电解熔融NaCl才能得到Cl2和Na，A项不正确；电解饱和NaCl溶液的产物之一是黄绿色的Cl2，B项正确；电解饱和NaCl溶液的产物之一是NaOH，能使酚酞溶液变红，C项正确；电解饱和NaCl溶液的产物之一是H2，可用排水法收集，D项正确。2．已知KMnO4与浓HCl在常温下反应能产生Cl2。若用下图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并试验它与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中错误的是(　　)A．只有①和②处 B．只有②处C．只有②和③处 D．②③④处答案：D解析：由KMnO4与浓HCl在常温下反应能产生Cl2，①正确；反应放热，浓HCl易挥发，故产生的Cl2中可能混有HCl，需要净化，洗涤液不能用NaOH，因为NaOH能和Cl2反应，应该用饱和食盐水，②错误；净化后的Cl2可以用浓H2SO4干燥，但气体应用长导管直接通入浓H2SO4中，③错误；干燥的氯气和金属反应的容器只有气体进入的导管，一段时间后压强升高，可能会使橡皮塞弹开，④错误。故D选项符合题意。3．①0.15 mol MnO2与过量的12 mol·L－1的浓盐酸反应，②50 mL 12 mol·L－1的浓盐酸与过量MnO2反应，二者产生的氯气相比(其他反应条件相同)(　　)A．一样多 B．①较②多C．②较①多 D．无法比较答案：B 4．下列关于实验室制取氯气的说法正确的是(　　)A．盛浓盐酸的分液漏斗可用长颈漏斗代替B．为了便于学生观察氯气的制备实验，可在讲台上直接做氯气的制备实验C．可用饱和食盐水吸收尾气D．可在集气瓶口放一张湿润的淀粉碘化钾试纸，观察氯气是否收集满答案：D解析：盛浓盐酸的分液漏斗若用长颈漏斗代替无法控制盐酸的用量，A错误；在讲台上直接做氯气的制备实验，没有在通风橱中进行，容易造成中毒事件，B错误；饱和食盐水不能与氯气反应，不能用于吸收尾气，C错误；可在集气瓶口放一张湿润的淀粉碘化钾试纸，若试纸变蓝，则氯气集满，D正确。5．下列关于电解饱和食盐水过程的说法正确的是(　　)A．电解饱和食盐水的工厂可以生产盐酸B．与电源正极相连的电极区有NaOH生成C. 与电源负极相连的电极上有氯气生成D．电解饱和食盐水的过程中Na＋物质的量减小答案：A解析：根据电解饱和食盐水的原理，在与电源正极相连的石墨棒上产生Cl2，与电源负极相连的铁棒上产生H2和NaOH故B错误，C错误。脱离溶液的只有H2和Cl2，故n(Na＋)不变，D错误；H2和Cl2可制盐酸，故A正确。6．实验室用MnO2和浓盐酸为原料制备并收集干燥、纯净的Cl2，下列装置中合理的是(　　)答案：B解析：A项缺少除杂装置和尾气处理装置；C项中缺少酒精灯；D项中缺少除杂装置和尾气处理装置。二、非选择题(共42分)7．(14分)二氧化锰(MnO2)与浓盐酸混合加热可得到氯气，如下图是制取Cl2并探究Cl2化学性质的装置图。(1)圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为______________________________________________________。(2)若要得到干燥纯净的气体，则B中应盛放的试剂是__________，作用是____________________；C中应盛放的试剂是________，作用是_____________________。 饱和食盐水吸收混合气体中的HCl浓硫酸吸收混合气体中的水蒸气 (3)E中若装有淀粉碘化钾溶液，能观察到的实验现象是_________。(4)Cl2的密度比空气________，且________(填“能”或“不能”)溶于水，难溶于饱和食盐水，因此可用__________法或排饱和食盐水法收集。(5)G中的试剂可为__________。溶液变蓝大能向上排空气NaOH溶液解析：(3)氯气能够将I－氧化为碘单质，淀粉与碘单质相遇变蓝。 (5)氯气可用氢氧化钠溶液吸收。(6)甲同学用含有0.2 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制取Cl2，结果制得的Cl2的体积(标准状况下)小于1.12 L，这是由反应过程中盐酸的浓度变小造成的。请列举导致盐酸浓度变小的原因：___________________________________。氯化氢挥发，反应生成水，反应消耗HCl解析：浓盐酸与MnO2反应生成Cl2，随着反应的进行，盐酸浓度变稀，稀盐酸与MnO2不反应。8．(14分)如图是制取氯化铁粉末所需的装置，已知氯化铁粉末容易吸水生成结晶化合物：FeCl3＋6H2O===FeCl3·6H2O。请回答下列问题。(1)按照气体流向从左到右的顺序连接仪器(填仪器接口)：①接________，________接________，________接________。⑦⑥④⑤②(2)A装置烧瓶中发生的反应中，所含元素化合价降低的物质是________(填物质名称)，B中发生反应的化学方程式为___________________________。(3)D的作用是_________________E的作用是___________________。(4)应先点燃________(填“A”或“B”)处的酒精灯，理由是___________________________________________________。(5)这套实验装置是否完整？________(填“是”或“否”)。若不完整，还须补充________(若第一空填“是”，则此空不需要作答)装置。二氧化锰 吸收氯气中的水蒸气吸收氯气中的氯化氢气体A使产生的Cl2排尽装置内的空气，防止铁被空气中的氧气氧化否尾气吸收解析：仪器的连接顺序为①→⑦，⑥→④，⑤→②。其中E装置用于除去Cl2中的HCl，D装置用于干燥Cl2；加热时，先点A处的酒精灯制取Cl2，用Cl2排净装置内的空气，防止Fe被空气中的O2氧化，为防止污染，最后必须处理掉多余的Cl2。9．(8分)ClO2是一种高效、安全的消毒剂，可取代Cl2。实验室制备ClO2的原理是用亚氯酸钠固体与纯净、干燥的氯气反应：2NaClO2＋Cl2===2ClO2＋2NaCl。如图是实验室用于制备和收集一定量纯净ClO2的装置(某些夹持装置省略)。(1)圆底烧瓶装有MnO2，发生反应的化学方程式为________________________________________，在该反应中浓盐酸表现的性质是________(填序号)。a．只有还原性 b．还原性和酸性c．只有氧化性 d．氧化性和酸性 b (2)实验中相关气体在不同溶剂中的溶解性如表所示：水,极易溶,可溶,极易溶CCl4,难溶,易溶,难溶装置B、C、E中的试剂依次是________、________、________(填序号)。a．NaOH溶液 b．浓硫酸c．饱和食盐水 d．CCl4e．饱和石灰水cbd解析：由分析知，装置B、C所装试剂依次为饱和食盐水、浓硫酸，目的是除HCl、干燥Cl2；装置D中NaClO2与纯净、干燥的Cl2反应制备ClO2，要收集纯净的ClO2，则装置E用于吸收未反应的Cl2，结合表格信息知，Cl2在CCl4中易溶，而ClO2难溶于CCl4，故装置E盛装CCl4。(3)F处应选用的收集装置是________(填序号)，其中与装置E导管相连的导管口是________(填接口字母)。②d解析：装置F为ClO2收集装置，由于ClO2极易溶于水，故不能用排水法，因ClO2气体的密度比空气密度大，故应选用的装置是②，其中与装置E导管相连的导管口是d。10．(6分)工业上通过电解饱和食盐水来制取氯气。现取500 mL含NaCl 11.7 g的饱和食盐水进行充分电解，请回答下列问题。(1)在标准状况下制得Cl2多少升？(2)所得NaOH溶液中溶质的物质的量浓度为多少？(假设电解前后溶液体积保持不变)答案： 2.24 L答案：0.4 mol·L－1 感谢观看Thank you